Контрольная работа: Проектирование переключателя для коммутации электрических цепей постоянного и переменного тока низкой частоты
- сопротивление электрических контактов;
- максимальное число переключений;
- сопротивление изоляции;
- электрическая прочность изоляции;
- ёмкость между соседними контактами;
- диапазон окружающей температуры;
- диапазон атмосферного давления;
- вибро- и ударостойкость;
- габаритные масса и размеры и др.
На основании вышесказанного для проектируемой кнопки в качестве способа управления приводным механизмом выбираем нажимный способ. Достоинством кнопок является их быстродействие и удобство работы оператора.
Особенностью кнопок является разъемный контакт, в конструкции которых нетрудно предусмотреть самозачистку контактов при замыкании и размыкании.
3. РАСЧЕТ КНОПКИ
3.1 Выбор материала для контактов
Согласно рекомендациям [5], контактные материалы должны обладать относительно невысоким модулем упругости, высокой коррозионной стойкостью при различных климатических воздействиях и относительно небольшим удельным электрическим сопротивлением.
Так как одной из задач конструирования изделия является обеспечение минимальной стоимости, то целесообразно в данном случае применить конструкционный материал - бронзу бериллиевую БрБ2 ГОСТ 18175-78;
Бронза бериллиевая БрБ2 содержит 1,8-2,2% бериллия, 0,2-0,5% никеля, 0,5% примесей, остальное медь. Обладает хорошими упругими, механическими и антикоррозионными свойствами, более высоким сопротивлением усталости, высокой твёрдостью и электропроводностью по сравнению с другими бронзами, антимагнитна. Применяется для работы в магнитных и электрических полях и в агрессивных средах при нормальной температуре.
Для обеспечения оптимальных контактных свойств используем электролитическое покрытие серебром (Ag).
Серебро обладает высокой электро- и теплопроводностью, хорошими технологическими свойствами. Технически чистое серебро содержит 99,99% Ag, остальное примеси, которые заметно снижают электропроводность. Недостатком серебра является его нестойкость к сероводороду, присутствующему в атмосфере больших городов и болотистых местностей. Однако окисление серебра под действием сероводорода образует столь тонкую пленку, что она легко разрушается трением при соединении и разъединении контактов.
3.2 Электрический и конструктивный расчет кнопки
3.2.1 Определение контактного усилия и переходного сопротивления
После выбора материала определяют необходимое контактное усилие Fk,которое определяется по формуле (3.1) согласно известной методики[5]:
(3.1)
где Е – модуль упругости (кгс/мм);
h –высота выступов;
- приведенные удельные сопротивления материалов, из которых выполнены контактные элементы;
, - удельное электрическое сопротивление материалов контактных элементов для серебра и бронзы соответственно.
- коэффициент Пуассона;
RП – контактное переходное сопротивление
При расчете контактных усилий рекомендуется исходить из максимально допустимого падения напряжения U(В) на контакте, при котором температура последнего достигает такого значения , когда его механические свойства начинают резко падать. Опытное значение величины падения напряжения [4] для серебра равно U=0,8-0,1(В).
Определим допустимое падение напряжения на контакте по формуле: